Nitrogenoxid

Strukturformel
Strukturformel for nitrogenoxid
Generel
Efternavn Nitrogenoxid
andre navne
  • Nitrogenoxid
  • Nitrogenoxid
Molekylær formel INGEN
Kort beskrivelse

farveløs og lugtfri gas
Eksterne identifikatorer / databaser
CAS -nummer 10102-43-9
EF -nummer 233-271-0
ECHA InfoCard 100.030.233
PubChem 145068
DrugBank DB00435
Wikidata Q207843
Lægemiddelinformation
ATC -kode

R07 AX01

ejendomme
Molar masse 30,01 g mol −1
Fysisk tilstand

gasformig

massefylde

1,25 kg m −3 (15 ° C, 1 bar)
Smeltepunkt

−164 ° C
kogepunkt

−152 ° C
opløselighed

60 mg l −1 i vand (20 ° C)
Dipol øjeblik

0,15872 D (5,29 * 10 -31  C  *  m )

Brydningsindeks

1.000297 (0 ° C, 101.325 kPa)
Sikkerhedsinstruktioner
Bemærk venligst undtagelsen fra mærkningskravet for medicin, medicinsk udstyr, kosmetik, mad og dyrefoder
GHS faremærkning
03 - Oxiderende 04 - gasflaske 05 - Ætsende 06 - Giftig eller meget giftig

fare

H- og P -sætninger H: 270-280-330-314
EUH: 071
P: 220-244-260-280-303 + 361 + 353 + 315-304 + 340 + 315-305 + 351 + 338 + 315-370 + 376-403-405
MAK
  • DFG : 0,5 ml m −3 eller 0,63 mg m −3
  • Schweiz: 5 ml m −3 eller 6 mg m −3
Toksikologiske data
Termodynamiske egenskaber
ΔH f 0

91,3 kJ / mol
Så vidt muligt og sædvanligt anvendes SI -enheder . Medmindre andet er angivet, gælder de givne data for standardbetingelser . Brydningsindeks: Na-D-linje , 20 ° C

Nitrogenoxid er en farveløs og lugtfri gas med formlen N = O. Det er en kemisk forbindelse, der består af grundstofferne nitrogen og ilt og tilhører gruppen af nitrogenoxider . NEJ er en radikal .

ejendomme

Nitrogenmonoxidet har en molmasse på 30,01 g / mol, smeltepunktet er −163,6 ° C, kogepunktet er −151,8 ° C. Den kritiske temperatur for NO er ​​−93 ° C, og det kritiske tryk er 6,4 MPa. Nitrogenoxid er sparsomt opløseligt i vand. Bindningslængden af ​​N = O -bindingen er 117 pm. Under iltens og andre oxidationsmidlers virkning oxideres NO meget hurtigt til brunt nitrogendioxid , som står i proportion til salpetersyre og salpetersyre i vand . Ud over jod reagerer det med halogener for at danne nitrosylhalogenider , såsom B. nitrosylchlorid . Under påvirkning af svovldioxid reduceres nitrogenoxid til lattergas .

På grund af den hurtige omdannelse til nitrogendioxid i luften har nitrogenoxid en irriterende virkning på slimhinderne , og på grund af dannelsen af methemoglobin har nitrogenoxid en toksisk virkning. Dannelsen af methæmoglobinæmi er baseret på en reaktion af HbO 2 med NO selv, hvorved nitrat og methæmoglobin dannes, samt på reaktionen med nitrit dannet fra NO.

Fremstilling

I laboratorieteknologi kan der opnås NO ved at reducere omkring 65 procent salpetersyre med kobber . Produktet er imidlertid relativt urent. Rent nitrogenoxid er tilgængeligt

I stedet for kaliumiodid kan kaliumhexacyanoferrat (II) også bruges:

Gassen opnås industrielt ved katalytisk ammoniakforbrænding ( Ostwald -proces ). Tidligere blev gassen også opnået i industriel skala ved såkaldt luftforbrænding af nitrogen og ilt i en lysbue . De anvendte processer ( Birkeland-Eyde-processen , Schönherr-processen , Pauling-processen ) sigtede mod den kortest mulige kontakt mellem gasserne og den meget varme flammebue for at flytte reaktionsbalancen til nitrogenmonoxid. Da dette kræver meget elektrisk energi , er processerne ikke konkurrencedygtige med Ostwald -processen og bruges ikke længere.

brug

Teknisk set

Nitrogenoxid forekommer som et mellemprodukt i den tekniske produktion af salpetersyre og bruges sammen med nitrogendioxid til fremstilling af nitrit. Det reneste nitrogenmonoxid bruges som testgas til kalibrering af måleenheder.

Medicinsk

Nitrogenoxid har en ekspanderende effekt på blodkarrene og syntetiseres fra aminosyren L - arginin i lungerne og blandt andet ved sepsis af kroppens eget enzym, endotel nitrogenoxid syntase (eNOS) .

Originale artikler og metaanalyser samt systematiske anmeldelser bekræfter de beskyttende virkninger af NO og dets forløber L- arginin hos raske mennesker såvel som hos patienter med hjerte-kar-sygdomme som åreforkalkning , forhøjet blodtryk og kredsløbssygdomme og anbefaler at sikre, at NO dannelse opnås ved en målrettet levering af tilstrækkelige mængder L- arginin.

Gasblandingen INOmax fra producenten Linde AG blev godkendt i 1999 af Food and Drug Administration (FDA) i USA og i 2001 af Europa -Kommissionen i EU til behandling af nyfødte med lungesvigt med forhøjet blodtryk i lungerne ( hypoksisk respirationsinsufficiens , " Pulmonal hypertension " ). Det er den første medicinske gas i verden, der er godkendt som et lægemiddel og indeholder 100, 400 eller 800  ppm (0,01%, 0,04%eller 0,08%) nitrogenoxid som den aktive ingrediens, resten er inert nitrogen . INOmax sælges som en komprimeret gas i aluminiumgasflasker. Til brug tilføjes det til åndedrættet , den anbefalede dosis er 20 ppm.

Nitrogenoxid virker meget hurtigt, hvilket betyder, at livstruende komplikationer kan behandles godt. Ved hjertekirurgi ( ventilsygdom , hjertetransplantationer ) kan NO bruges til behandling af øget lungetryk. En terapeutisk virkning af NO er ​​ikke bevist til behandling af ARDS , en alvorlig lungedysfunktion, der kan opstå efter lungeskader, betændelse og forbrænding af irriterende gas.

Fysiologisk betydning

Nitrogenoxid er et bioaktivt molekyle, der kan indgå i både redox og additive reaktioner med andre molekyler . På grund af sin lille størrelse kan den krydse biologiske membraner på kort tid og udføre forskellige funktioner lokalt, hvoraf nogle også er ødelæggende for den respektive organisme. Disse spænder fra signaltransduktion i det vaskulære og nervesystemet til brug som en beskyttende radikal scavenger til rollen som reaktive nitrogenarter i det uspecifikke immunforsvar . Også i anlæg styres flere processer af NO -signaler; kun i tilfælde af archaea er det tvivlsomt, om nitrogenmonoxid har en biologisk funktion. På den destruktive side skal skaden på proteiner og DNA nævnes, som er forbundet med kroniske inflammatoriske processer hos pattedyr og den resulterende lokale NO -produktion. Andre gas sendere er carbonmonoxid og hydrogensulfid .

Den asymmetriske dimethylarginin (ADMA) er en endogen inhibitor af NO -syntese fra L -arginin og resulterer i en afkobling af eNOS -aktiviteten med dannelsen af superoxidanionradikaler , som derefter med NO danner peroxynitritreaktion . Forholdet mellem L- arginin og ADMA påvirker dannelsen af ​​nitrogenoxid. NO -dannelsen bør klart dominere. Afkoblingen af ​​eNOS gennem den øgede dannelse af ADMA (reduceret L- arginin / ADMA-kvotient) fører til nitrosativ stress og er en indikator for hjerte-kar-sygdomme. Syntesen af ​​NO bør derfor sikres ved en tilstrækkelig tilførsel af L- arginin. Nitrogenoxid reagerer i blodet med oxyhemoglobin og danner NO 3 - inden for få sekunder ; Kvælstofdioxid er ikke et mellemprodukt.

historie

I slutningen af ​​1970'erne blev farmakologen Ferid Murad først opmærksom på de fysiologiske virkninger af nitrogenoxid (NO). Under undersøgelser med organiske nitrater - en gruppe stoffer, der bruges til akutte brystsmerter - opdagede han, at de frigiver NO, hvilket får blodkarrene til at udvides ( vasodilatation ). Farmakologen Robert F. Furchgott undersøgte også virkningen af ​​lægemidler på blodkar. Han fandt ud af, at det inderste vaskulære lag ( endotel ) producerer et ukendt stof (faktor), der får muskelaget over det til at slappe af. Da han ikke kunne bestemme stoffet, kaldte han det EDRF (endotel-afledt afslappende faktor, den vaskulære muskelafslappende faktor, der stammer fra endotelet). Det var først i 1980'erne, at det ukendte stof EDRF med succes blev dechiffreret. Louis J. Ignarro og Robert F. Furchgott identificerede uafhængigt EDRF som nitrogenoxid.

I 1998 blev Nobelprisen i fysiologi og medicin tildelt amerikanerne Robert Furchgott, Ferid Murad og Louis J. Ignarro . Det lykkedes forskerne for første gang at demonstrere NOs store betydning for blodtilførslen til organer og dens rolle som et budbringersubstans i organismen. Viden om NO åbner nye muligheder for behandling af vaskulære sygdomme og den deraf følgende organskade.

biosyntese

NO produceres ved hjælp af NADPH , tetrahydrobiopterin (BH4), flavin adenin dinucleotide (FAD), flavin mononukleotid (FMN), hæm og det calciumbindende protein (calmodulin, CaM) af NO syntaser (NOS) fra aminosyren L - Arginin og Oxygen dannes. Citrullin og vand produceres som biprodukter . Af de NOS -isoformer, der hidtil er identificeret , er endotel -NOS (eNOS) og neuronal NOS (nNOS) konstitutivt udtrykte enzymer. Der er også en transskriptionsinducerbar isoform (iNOS). Alle isoformer har en homologi med høj sekvens med cytochrom P450 reduktase.

Fysiologisk tilpasning

I tilpasning til livet i højlandet på 4.000 meter har tibetanerne ti gange så meget NEJ i blodet som mennesker, der bor i lavlandet. Den resulterende fordobling af deres blodgennemstrømning gør det muligt for dem at modtage en tilstrækkelig iltforsyning.

Weblinks

Wiktionary: nitrogenoxid  - forklaringer på betydninger, ordoprindelse, synonymer, oversættelser

Individuelle beviser

  1. ↑ Sikkerhedsdatablad nitrogenmonoxid (PDF; 46 kB) fra AirLiquide.
  2. ↑ a b c d Indtastning af nitrogenmonoxid i GESTIS -stofdatabasen i IFA , adgang 8. januar 2021. (JavaScript kræves)
  3. ↑ a b c d Sikkerhedsdatablad nitrogenmonoxid (PDF; 201 kB) hos Praxair.
  4. ↑ David R. Lide (red.): CRC Handbook of Chemistry and Physics . 90. udgave. (Internetversion: 2010), CRC Press / Taylor og Francis, Boca Raton, FL, Dipole Moments, s. 9-51.
  5. ↑ David R. Lide (red.): CRC Handbook of Chemistry and Physics . 90. udgave. (Internetversion: 2010), CRC Press / Taylor og Francis, Boca Raton, FL, Index of Refraction of Gases, s. 10-254.
  6. ↑ Swiss Accident Insurance Fund (Suva): Grænseværdier-aktuelle MAK- og BAT-værdier (søg efter 10102-43-9 eller nitrogenmonoxid ), adgang til 16. februar 2021.
  7. ↑ British Journal of Anesthesia. Bind 39, 1967, s. 393.
  8. ↑ Naunyn-Schmiedebergs arkiv for eksperimentel patologi og farmakologi. Bind 181, 1936, s. 145.
  9. ↑ Gigiena Truda i Professional'nye Zabolevaniya. Arbejdshygiejne og erhvervssygdomme. Bind 19 (4), 1975, s. 52.
  10. ↑ David R. Lide (red.): CRC Handbook of Chemistry and Physics . 90. udgave. (Internetversion: 2010), CRC Press / Taylor og Francis, Boca Raton, FL, Standard termodynamiske egenskaber for kemiske stoffer, s. 5-16.
  11. ^ Patrick Horn: Aktivitet og betydning af erytrocytisk NOS i kardiovaskulære risikofaktorer. ( Memento af 5. december 2015 i internetarkivet ) (PDF; 1,1 MB).
  12. ↑ Martin ledig, Georg Wittke: Nitrat i fødevarer. I: Science in Class. Kemi. 5 (42) 23, 1994, s. 7-12.
  13. ↑ G. Brauer (red.): Håndbog i forberedende uorganisk kemi. 2. udgave. bind. 1, Academic Press 1963, s. 485-487.
  14. ↑ a b J. Y. Dong, LQ Qin, Z. Zhang, Y. Zhao, J. Wang, F. Arigoni, W. Zhang: Effekt af oral L-arginintilskud på blodtryk: En metaanalyse af randomiseret, dobbeltblind , placebokontrollerede forsøg. I: I hjertet. Bind 162, 2011, s. 959-965.
  15. ^ A b F. Pizzarelli, R. Maas, P. Dattolo, G. Tripepi, S. Michelassi, G. D'Arrigo, M. Mieth, S. Bandinelli, L. Ferrucci, C. Zoccali: Asymmetrisk dimethylarginin forudsiger overlevelse i de ældre. I: Alder. Bind 35, nr. 6, 2013, s. 2465-2475.
  16. ^ A b S. M. Bode-Böger, J. Muke, A. Surdacki, G. Brabant, RH Böger, JC Frölich: Oral L-arginin forbedrer endotelfunktionen hos raske personer ældre end 70 år. I: Vasc. Med. Bind 8, 2003, s. 77-81.
  17. ↑ a b K. Jung, O. Petrowicz: L-arginin og folsyre ved åreforkalkning. Resultater af en potentiel, multi-center forbrugsundersøgelse. I: Perfusion. Bind 21, 2008, s. 148-156.
  18. ↑ a b P. Lucotti, L. Monti, E. Setola, G. La Canna, A. Castiglioni, A. Rossodivita, MG Pala, F. Formica, G. Paolini, AL Catapano, E. Bosi, O. Alfieri, P. Piatti: Oralt L-arginintilskud forbedrer endotelfunktionen og forbedrer insulinfølsomheden og betændelsen hos kardiopatiske ikke-diabetespatienter efter en aortokoronar bypass. I: Metabolisme. Bind 58, nr. 9, 2009, s. 1270-1276.
  19. ↑ a b Y. Bai, L. Sun, T. Yang, K. Sun, R. Chen J. Hui: Forøgelse af fastende vaskulær endotelfunktion efter kortvarig oral L-arginin er effektiv, når baseline flow-medieret dilatation er lav : en metaanalyse af randomiserede kontrollerede forsøg. I: Am. J. Clin. Nutr. Bind 89, nr. 1, 2009, s. 77-84.
  20. ^ A b J. W. Drover, R. Dhaliwal, L. Weitzel, PE Wischmeyer, JB Ochoa, DK Heyland: Perioperativ brug af arginin-supplerede kostvaner: en systematisk gennemgang af beviserne. I: J. Am. Coll. Kirurgi. Bind 212, nr. 3, 2011, s. 385-399.
  21. ↑ FDA -godkendelsesbrev (engelsk; PDF; 100 kB)
  22. ↑ a b European Public Assessment Report (EPAR) og produktinformation om INOmax ( Memento af 7. marts 2009 i internetarkivet ) på webstedet for Det Europæiske Lægemiddelagentur
  23. ↑ inomax.com: Information til fagfolk i USA (engelsk; PDF; 618 kB).
  24. ^ NK Adhikari et al.: Effekt af nitrogenoxid på iltning og dødelighed ved akut lungeskade: systematisk gennemgang og metaanalyse. I: British Medical Journal. 334 (7597), 14. apr. 2007, s. 779. PMID 17383982
  25. ^ HR Bream-Rouwenhorst et al.: Seneste udvikling i håndteringen af ​​akut respiratorisk nødsyndrom hos voksne. I: American Journal of Health-System Pharmacy . 65 (1), 1. januar 2008, s. 29-36. PMID 18159036 .
  26. ↑ MV Beligni, L. Lamattina: Nitrogenoxid i planter: historien er lige begyndt. I: Anlæg, celle og miljø. 24, 2001, s. 267-278, doi: 10.1046 / j.1365-3040.2001.00672.x .
  27. ^ Anton Hermann, Guzel F. Sitdikova, Thomas M. Weiger: Gasotransmitter: flygtige sendere. Nitrogenoxid, kulilte og hydrogensulfid fungerer som messenger -stoffer og er fysiologisk effektive. , I: Lægerugen. Springer, New York 21. oktober 2010 (PDF; 1,6 MB).
  28. ^ Anton Hermann, Guzel F. Sitdikova, Thomas M. Weiger: Gasser som cellulære signalstoffer. Gas transmitter. ( Memento fra 3. december 2013 i internetarkivet ) I: Biologi i vor tid. 40, 2010, s. 185-193, doi: 10.1002 / biuz.201010422 .
  29. ↑ a b c B. Poeggeler: Oxidativ stress og L- arginin beskytter mod nitrosativ stress. Nitrogenoxid som en endogen regulator af nitrosativ metabolisme. I: Perfusion. Bind 25 (2), 2012, s. 40-43.
  30. ↑ a b c E. Schulz, T. Gori, T. Münzel: Oxidativ stress og endotel dysfunktion ved hypertension. I: Hypertens Res. Bind 34 (6), 2011, s. 665-673, doi: 10.1038 / hr.2011.39 . PMID 21512515 .
  31. ↑ en b c I. Seljeflot, BB Nilsson, AS Westhelm, V. Bratseth, H. Arnesen: The L -arginin-asymmetrisk dimethylarginin forholdet er stærkt knyttet til sværhedsgraden af kronisk hjerteinsufficiens. Ingen effekt af træning. I: J -kort mislykkedes. Bind 17 (2), 2011, s. 135-142, doi: 10.1016 / j.cardfail.2010.09.003 . PMID 21300303
  32. ↑ Joseph S. Beckman, Willem H. Koppenol: Nitrogenoxid, superoxid og peroxynitrit: det gode, det dårlige og det grimme. I: AM. J. Physiol. 271/5, S. C1424 doi : 10.1152 / ajpcell.1996.271.5.C1424
  33. ↑ SC Erzurum et al.: Højere blodgennemstrømning og cirkulerende NO-produkter opvejer hypoksi i højden blandt tibetanere. I: PNAS. 104, november 2007, s. 17593-17598, doi: 10.1073 / pnas.0707462104